EP0207926A2

EP0207926A2 - Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweier lichtleitender Bauteile miteinander

Info

Publication number: EP0207926A2
Application number: EP86890152A
Authority: EP
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Dr. Hruska
Original assignee: Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH; Gebauer and Griller
Current assignee: Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH; Gebauer and Griller
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1987-01-07
Also published as: AT383898B; EP0207926B1; AU587620B2; JPS629307A; AU5914086A; DE3665225D1; JPS6315563B2; EP0207926A3; ATE45819T1; ATA199885A

Abstract

Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweier lichtleitender oder elektrisch leitender Bauteile miteinander, insbesondere zur Kupplung zweier Lichtleiter (6, 7), wobei mindestens der eine Bauteil einen Stift (2, 3) aufweist, welcher in eine Hülse (1) einsetzbar und in dieser geführt mit seiner Stirnfläche am anderen Bauteil zur Anlage bringbar is t. Dabei besteht der Stift (3) zumindest teilweise aus magnetischem Material oder ist er mit einem magnetischen Teil ausgebildet und ist die Hülse (1) als Magnet ausgebildet oder ist sie von einem Magneten (5) oder von einer elektrischen Spule umgeben.

Description

Der Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweier lichtleitender oder elektrisch leitender Bauteile miteinander, insbesondere zur Kupplung zweier Lichtleiter, wobei mindestens der eine Bauteil einen Stift aufweist, welcher in eine Hülse einsetzbar ist und in dieser geführt mit seiner Stirnfläche am anderen Bauteil zur Anlage bringbar ist.
In der Signalübertragungstechnik werden in steigendem Umfang der Übertragung von modulierten Lichtimpulsen dienende Lichtleiter eingesetzt. Da Lichtleiter enthaltende Kabel nicht in beliebiger Länge hergestellt werden können, müssen Einrichtungen zu deren Kupplung vorgesehen werden. Zudem besteht das Erfordernis, in Daten- oder Signalanlagen bzw. Schaltschränken auch kurze Lichtleitkabel vorzusehen bzw. anzuschließen. Weiters müssen Lichtleiter an andere Bauteile der Lichtleittechnik angeschlossen werden bzw. müssen Bauteile der Lichtleittechnik miteinander gekuppelt werden. Um die angestrebten niedrigen Dämpfungswerte zu erzielen, müssen die hierfür erforderlichen Kupplungen eine hohe mechanische Präzision aufweisen.
Bekannte Kupplungen bestehen darin, daß die Enden der Lichtleiter mit Stiften ausgebildet sind, welche von den Lichtleitern durchsetzt sind, wobei die Stirnflächen der Enden der Lichtleiter und der Stifte in einer Ebene liegen, und daß diese Stifte von beiden Seiten in eine Hülse eingesetzt und innerhalb dieser mit ihren Endflächen aneinander zur Anlage gebracht sind. Die Hülse dient dabei zur Führung und Halterung der Stifte. Um die meist geschliffenen Endflächen der Stifte in Anlage aneinander zu haltern, ist es bekannt, Schraubverbindungen bzw. bajonettartige Verbindungen vorzusehen, durch welche die Stifte mit der Hülse lösbar gekuppelt sind. Durch diese bekannten Kupplungseinrichtungen wird zwar den Forderungen auf Präzision der Kupplung, um den Versatz der Lichtleiter gegeneinander und damit die hie durch bedingten Dämpfungsverluste zu minimieren, einerseits und der Forderung auf dichte Anlage der Stirnflächen der Lichtleiter aneinander, gleichfalls um hiedurch die Dämpfungsverluste zu minimieren, andererseits entsprochen. Allerdings bedingen die Halte- bzw. Klemmeinrichtungen einen hohen Aufwand in der Fertigung und in der Montage. Zudem wird durch diese der erforderliche Platzbedarf erhöht.
Es ist weiters bekannt, Lichtleiter mittels sogenannter Trockenspleiße miteinander unlösbar zu verbinden, wobei diese festen Verbindungen auch bei vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand den gestellten Anforderungen auf Minimierung der bedingten Dämpfung entsprechen. Allerdings handelt es sich dabei - wie erwähnt - um nicht oder nur schwer lösbare Verbindungen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweiter Leiter, insbesondere zweier Lichtleiter, zu schaffen, durch welche bei vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand den Anforderungen auf Präzision und hohe Haltekraft entsprochen wird. Anders ausgedrückt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweier Lichtleiter zu schaffen, die ungeachtet ihrer einfachen Ausbildung und daher billigen Fertigung eine hohe Präzision und damit eine Minimierung in der Dämpfung gewährleistet und die zudem den Forderungen auf Miniaturisierung entspricht.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Stift zumindest teilweise aus magnetischem Material besteht oder mit einem magnetischem Teil ausgebildet ist und daß die Hülse als Magnet ausgebildet ist und bzw. oder von einem Magneten oder einer elektrischen Spule umgeben ist.
Vorzugsweise ist der Stift zur Gänze aus magnetischem Material gefertigt, wobei er insbesondere als Permanentmagnet ausgebildet sein kann. Nach einer zweckmäßigen Variante ist der Stift teilweise a us weichmangetischem oder magnetisch neutralem Material und teilweise aus permanentmagnetischem Material gefertigt. Ebenso kann der Stift aus einem Kern aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt sein, welcher von einer Hülse aus weichmagnetischem oder permanentmagnetischem Material umgeben ist.
In analoger Weise kann die Hülse als Permanentmagnet ausgebildet sein, kann sie teilweise aus permanentmagnetischem und teilweise aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt sein bzw. kann sie aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt sein, wobei sie von mindestens einem Magneten, insbesondere einem Permanentmagneten, oder mindestens einer elektrischen Spule umgeben ist.
Um weiters eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten, können die Stifte mit einem Ring oder mit einer Schulter ausgebildet sein. Um zudem eine Führung der Stifte aneinander bzw. eine Verminderung des Übergangswiderstandes zu erzielen, können die aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen der Stifte mit gegengleichen Profilierungen ausgebildet sein. So können die beiden Stirnflächen gegengleich konisch oder kegelig ausgebildet sein bzw. kann eine der Stirnflächen mit einem zylindrischen Zapfen und die andere Stirnfläche mit einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildet sein. Weiters können die freien Enden der beiden Stifte mit einem Vorsprung bzw. mit einer Ausnehmung identisch ausgebildet sein und kann in der Hülse ein weiteres Kupplungselement vorgesehen sein, das an seinen beiden Stirnflächen mit den Stiften gegengleichen Ausnehmungen oder Vorsprüngen ausgebildet ist.
Soferne schließlich mindestens einer der beiden Stifte zumindest teilweise als Permanentmagnet ausgebildet ist und der die Hülse umgebende Magnet durch eine elektrische Spule gebildet ist, kann die Einrichtung auch als Schalter verwendet werden.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Die Fig. 1 und 2 zwei Varianten einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweier Lichtleiter,
die Fig. 3a, 3b, 3c und 3d Ausführungsvarianten der den einen oder beide Leiter umgebenden Stifte,
die Fig. 4a, 4b und 4c drei Ausführungsvarianten der Ausbildung der Hülse,
die Fig. 5a und 5b zwei Varianten der Kupplung, bei welcher die Stifte mit Anschlägen ausgebildet sind,
die Fig. 6a und 6b Ausführungsvarianten, bei welchen die aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen der Stifte mit gegengleichen Profilierungen ausgebildet sind,
die Fig. 7 und 8 zwei Ausführungsformen einer Variante, bei welcher der die Hülse umgebende Magnet durch eine elektrische Spule gebildet ist, wodurch die Einrichtung als Schalter einsetzbar ist,
die Fig. 9 eine Ausführungsvariante, bei welcher der die Hülse umgebende Magnet gegenüber der Hülse achsial verstellbar ist, und
die Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel, bei welchem einer der beiden Bauteile durch einen einen Lichtleiter umgebenden Stift und der andere der beiden Bauteile durch eine Leuchtdiode gebildet ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht eine erfindungsgemäße Einrichtung aus einer Hülse 1, die aus magnetisch neutralem Material gefertigt ist, in welche zwei Stifte 2 und 3, welche die Enden der Lichtleiter 6 und 7, die miteinander gekuppelt werden sollen, umgeben, eingeschoben sind. Die Stifte 2 und 3 sind aus weichmagnetischem Material gefertigt. Weiters ist die Hülse 1 von einem ringförmigen Magneten 5 umgeben. Aufgrund der Wirkung des Magneten 5 auf die Stifte 2 und 3 werden diese in die Hülse hineingezogen, wodurch deren Stirnflächen aneinander zur Anlage kommen und in dieser Anlage gehalten werden. Hierdurch werden auch die Stirnflächen der Lichtleiter 6, 7 aneinander zur Anlage gebracht, wodurch die Lichtleiter 6, 7 miteinander gekuppelt sind.
Das Ausführu ngsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Stifte 2' und 3' als Permanentmagneten ausgebildet sind, wobei die aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen ungleiche Pole aufweisen müssen.
In den Fig. 3a, 3b und 3c sind Stifte 3 dargestellt, welche teilweise aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material, z.B. aus Keramik, Kunststoff oder aus einer Buntmetall-Legierung, die Aluminium, Messing, Bronze, Kupfer und Nickel enthalten kann, und teilweise aus permanentmagnetischem Material gefertigt sind: Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a besteht der Stift 3 aus einem Zylinder 31, der aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt ist und der an seinem von der Stirnfläche 32 abgewandten Ende mit einem Teil 33 aus permanentmagnetischem Material ausgebildet ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3b ist der Zylinder 31 in seinem an die freie Stirnfläche 32 anliegenden Bereich mit einem permanentmagnetischem Teil 34 ausgebildet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3c besteht der Stift aus einem inneren zylindrischen Teil35, der aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt ist, und aus einem diesen umschließenden Teil 36, der aus weichmagnetischem oder permanentmagnetischem Material gefertigt ist.
Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3d besteht der Stift 3 aus einem im Bereich der freien Stirnfläche 32 befindlichen Teil 37 aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material und aus einem daran anschließenden zylindrischen Teil 38 aus permanentmagnetischem oder weichmagnetischem Material. Der Teil 37 kann sich auch in dem von der freien Stirnfläche 32 abgewandten Bereich befinden.
In den Fig. 4a, 4b und 4c sind Varianten der Ausbildung der Hülse 1 dargestellt:
Wie in Fig. 4a dargestellt ist, kann auf einen die Hülse umgebenden Permanentmagneten verzichtet werden, wenn die Hülse 1a selbst als Permanentmagnet ausgebildet ist. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, daß die Hülse zur Gänze aus permanentmagnetischem Material gefertigt ist.
Nach der Ausführungsvariante gemäß der Fig. 4b kann die Hülse 1 aus zwei Teilen 11 und 12 gebildet sein, welche aus weichmagnetischem bzw. magnetisch neutralem Material gefertigt sind und zwischen welchen sich ein permanentmagnetischer Teil 13 befindet. Gemäß einer weiteren Variante kann der permanentmagnetische Teil 13' auch am Ende der Hülse 1 angeordnet sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4c ist die Hülse 1 aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt und ist sie von einem Permanentmagneten 5 umgeben.
Wie in den Fig. 5a und 5b dargestellt ist, können die Stifte 2 und 3 mit in einer Nut 9 gehaltenen Ringen 8 ausgebildet sein, welche an den freien Stirnflächen der Hülse 1 zur Anlage kommen und welche als Distanz- und Dichtungsringe dienen. Hierdurch wird gewährleistet, daß der jeweils erste Stift 2 oder 3 nur bis zu einer vorbestimmten Lage in die Hülse 1 hineingezogen werden kann. Die Anschläge können auch dadurch bewirkt werden, daß die Stifte 2 und 3 an ihren von den freien Stirnflächen abliegenden Enden mit Bereichen 2a bzw. 3a ausgebildet sind, die einen vergrößerten Querschnitt aufweisen, wodurch Schultern gebildet sind, die an den freien Stirnflächen der Hülse 1 zur Anlage kommen.
Um einerseits eine Vergrößerung der aneinander zur Anlage kommenden Flächen zu erzielen, was insbesondere bei der Kupplung von elektrischen Leitern zur Verminderung des Übergangswiderstandes erforderlich ist, bzw. um eine Führung der Stifte aneinander zu bewirken, was insbesondere bei der Kupplung von Lichtleitern von Bedeutung ist, um den achsialen Versatz derselben zu minimieren, können weiters die Stifte 2 und 3 an den einander zugewandten Stirnflächen profiliert ausgebildet sein:
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6a sind die einander zugewandten Enden der Stifte 2 und 3 gegengleich konisch ausgebildet. Demnach ist der Stift 2 an seinem freie n Ende mit einer Konusfläche 27 ausgebildet und ist der Stift 3 an seinem freien Ende mit einer konusförmigen Aussparung 37 ausgebildet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6b ist der Stift 2 an seinem freien Ende mit einem zylindrischen Zapfen 28 ausgebildet, welchem im Stift 3 eine gegengleiche zylindrische Bohrung 38 entspricht.
Gemäß einer Ausführungsvariante können die beiden Stifte 2 und 3 mit identischen Vorsprüngen oder mit identischen Ausnehmungen ausgebildet sein und kann in der Hülse 1 ein zusätzliches Kupplungselement vorgesehen sein, das an seinen beiden Stirnflächen mit entsprechend den Stiften gegengleichen Ausnehmungen oder Vorsprüngen ausgebildet ist.
Wie weiters in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, ist die anmeldungsgemäße Einrichtung nicht nur als Kupplung zweier Leiter verwendbar, sondern auch als Schalteinrichtung zur Kupplung bzw. Entkupplung zweier Leiter, insbesondere zweier Lichtleiter. Soferne nämlich an Stelle des die Hülse 1 umgebenden Permanentmagneten eine elektrische Spule 51 vorgesehen wird, kann durch diese ein magnetisches Feld aufgebaut werden, durch welches entweder die beiden Stifte 2 und 3, die als Permanentmagneten ausgebildet sind, aneinander in Anlage gehalten werden oder voneinander in Abstand gebracht werden können. Zur Begrenzung der Stellbewegung der Stifte 2 und 3 müssen dabei Anschläge 10 vorgesehen sein. Demnach kann durch eine derartige Einrichtung in Abhängigkeit von der Speisung der Spule 51 eine Steuerung in der Kupplung der beiden Lichtleiter 6 und 7 miteinander vollzogen werden bzw. kann in einfacher Weise durch die elektrischen Signale, mit welchen die Spule 51 beaufschlagt wird, eine Modulierung der über die Lichtleiter 6 und 7 übertragenen Lichtimpulse bewirkt werden.
In Fig. 8 ist eine Variante dahingehend dargestellt, daß die Stifte 2 und 3 aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt und mit Permanentmagneten 29 bzw. 39 ausgebildet sind. In der Fig. 9 ist eine weitere Variante dargestellt, gemäß welcher die Hülse 1 von einem Permanentmagneten 5 umgeben ist, der gegenüber der Hülse 1 verschiebbar ist, wodurch ebenfalls eine Stellbewegung der Stifte 2 und 3 bewirkt werden kann.
Wie weiters in Fig. 10 dargestellt ist, kann die anmeldungsgemäße Einrichtung auch zur lösbaren Kupplung eines Leiters mit einem anderen Bauteil verwendet werden. Der andere Bauteil, der z.B. durch eine Leuchtdiode 40, eine Photodiode od.dgl., gebildet ist, ist mit einer abragenden Hülse 41 versehen, in welche der Stift 3 einschiebbar und in dieser mittels eines Permanentmagneten 5 oder mittels einer elektrischen Spule gehalten ist. Hierdurch kann der Stift 3 an einen im anderen Bauteil vorgesehenen Kontakt 43 zur Anlage gebracht werden, wodurch die Kupplung bewirkt ist.
Ergänzend wird darauf verwiesen, daß eine anmeldungsgemäße Einrichtung nicht nur zur Kupplung zweier lichtleitender Bauteile, wie z.B. zweier Lichtleiter, verwendbar ist, sonderen daß diese Einrichtung auch zur Kupplung zweier elektrischer Bauteile, insbesondere zweier elektrischer Leiter, verwendbar ist, wobei für diesen Verwendungszweck nur die den mindestens einen Stift umgebende Hülse aus einem elektrischen Isolator gefertigt sein muß.
Die Stifte sind vorzugsweise mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, wobei sie zur Erzielung einer Sicherung gegen Verdrehung mit einem radial abragenden Zapfen, der in eine in der Hülse vorgesehene, sich längs erstreckende Nut einragt, ausgebildet sein können. Die Stifte können jedoch auch einen anderen, z.B. einen polygonalen Querschnitt aufweisen.

Claims

1. Einrichtung zur lösbaren Kupplung zweier lichtleitender oder elektrisch leitender Bauteile miteinander, insbesondere zur Kupplung zweier Lichtleiter, wobei mindestens der eine Bauteil einen Stift aufweist, welcher in eine Hülse einsetzbar und in dieser geführt mit seiner Stirnfläche am anderen Bauteil zur Anlage bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (3) zumindest teilweise aus magnetischem Material besteht oder mit einem magnetischen Teil (33, 34, 36) ausgebildet ist und daß die Hülse (1) als Magnet ausgebildet ist oder von einem Magneten (5) oder von einer elektrischen Spule (51) umgeben ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (3) zur Gänze aus magnetischem Material gefertigt ist (Fig. 1).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (3') als Permanentmagnet ausgebildet ist (Fig. 2).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (3) teilweise aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material und teilweise aus permanentmagnetischem Material gefertigt ist (Fig. 3a, 3b, 3c).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (3) aus einem Kern (35) aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt ist, welcher von einer Hülse (36) aus weichmagnetischem oder permanentmagnetischem Material umgeben ist (Fig. 3c).

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1a) als Permanentmagnet ausgebildet ist (Fig. 4a).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) teilweise aus permanentmagnetischem und teilweise aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt ist (Fig. 4b).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) aus weichmagnetischem oder magnetisch neutralem Material gefertigt ist und von mindestens einem Magneten, insbesondere einem Permanentmagneten (5) oder mindestens einer elektrischen Spule (51), umgeben ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (2, 3) mit einem Ring (8) oder mit einer Schulter ausgebildet sind (Fig. 5b).

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander zur Anlage kommenden Stirnflächen der Stifte, (2, 3) mit gegengleichen Profilierungen (27, 37; 28, 38;) ausgebildet sind (Fig. 6a, 6b).

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnflächen (27, 37), gegengleich konisch oder kegelig ausgebildet sind (Fig. 6a).

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stirnflächen mit einem zylindrischen Zapfen (28) und die andere Stirnfläche mit einer zylindrischen Ausnehmung (38) ausgebildet sind (Fig.6b).

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der beiden Stifte (2, 3) mit einem Vorsprung bzw. mit einer Ausnehmung identisch ausgebildet sind und daß in der Hülse (1) ein weiteres Kupplungselement vorgesehen ist, das an seinen beiden Stirnflächen mit den Stiften (2, 3) gegengleichen Ausnehmungen oder Vorsprüngen ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Stifte (2, 3) zumindest teilweise als Permanentmagnet ausgebildet ist und der die Hülse (1) umgebende Magnet durch eine elektrische Spule (51) gebildet ist (Fig.7, Fig. 8).